激光雷达制造技术

本申请公开了一种激光雷达，包括外壳以及收容在所述外壳内的收发装置、振镜装置和转镜装置。外壳包括外壳底座，所述收发装置、振镜装置和转镜装置安装在所述外壳底座上。外壳沿水平的第一方向设有相对的外壳前端和外壳后端，外壳前端设有允许激光通过的窗口镜。收发装置用于发射探测光线以及回收并探测回波光线，振镜装置包括振镜电机和与振镜电机连接的反射镜，反射镜面向收发装置和转镜装置设置以实现收发装置和转镜装置之间的光线转向传播。在水平的第二方向上，所述收发装置位于所述振镜电机和所述转镜装置之间，其中第二方向与第一方向垂直。向垂直。向垂直。

【技术实现步骤摘要】
激光雷达


[0001]本申请涉及雷达探测
，尤其涉及一种激光雷达。

技术介绍

[0002]激光雷达是以发射激光来实现探测目标的距离、位置和/或速度等特征信息的系统。其工作原理是向目标发射探测光线，然后将接收到的从目标反射回来的回波光线与探测光线进行光电转换后再进行比较，以获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数中的一种或多种，从而对目标进行探测、跟踪和/或识别。
[0003]随着激光雷达的小型化要求越来越高，激光雷达内各元件模块的结构设计和安装布局越来越影响激光雷达的装调精度和效率以及整机尺寸。而装调精度和效率直接影响激光雷达的测距性能和生产效率。因此，在满足小型化需求的同时如何能够提高或保持激光雷达内部元件的装调精度和效率，成为业界的重要需求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供一种激光雷达，通过结构设计和/或安装布局提高激光雷达的测距性能和/或装调精度和效率。
[0005]本申请各实施例提供的激光雷达，包括外壳以及收容在所述外壳内的收发装置、振镜装置和转镜装置。所述外壳包括外壳底座，所述收发装置、振镜装置和转镜装置安装在所述外壳底座上。所述外壳沿水平的第一方向设有相对的外壳前端和外壳后端，所述外壳前端设有允许激光通过的窗口镜。所述收发装置用于发射探测光线以及回收并探测回波光线，所述振镜装置包括振镜电机和与所述振镜电机连接的反射镜，所述反射镜面向所述收发装置和所述转镜装置设置以实现所述收发装置和所述转镜装置之间的光线转向传播，其中，在水平的第二方向上，所述收发装置位于所述振镜电机和所述转镜装置之间，其中所述第二方向与所述第一方向垂直。
[0006]激光雷达包括收发装置、振镜装置和转镜装置，振镜装置的振镜电机、收发装置和转镜装置在水平第二方向上布置，可有效降低激光雷达在竖直方向的高度，同时水平布置更有利于提高内部各元件的装调精度和效率。
[0007]在一些实施例中，所述收发装置定义一与所述探测光线平行的纵向轴线，所述收发装置在所述纵向轴线上具有相对的收发装置前端和收发装置后端，所述收发装置前端与所述外壳前端的距离大于所述外壳后端与所述外壳后端的距离，所述振镜装置和所述转镜装置靠近所述外壳前端设置。在总体水平方向布置的情况下，通过协调各元件的前后位置，让收发装置靠后端设置，使振镜装置的反射镜的位置和角度设计有更大的优化空间，以实现光线在收发装置和转镜装置之间更高精度的转向传播。
[0008]在一些实施例中，所述振镜电机定义一电机轴线，所述电机轴线与所述收发装置的纵向轴线之间形成一小于90度的第一夹角，所述转镜装置位于所述第一夹角之外。
[0009]在一些实施例中，所述电机轴线与所述外壳前端的底边缘之间形成一大于 90度
且小于180度的第二夹角，所述转镜装置位于所述第二夹角之内，所述底边缘与所述第二方向平行。
[0010]在一些实施例中，所述激光雷达包括收容在所述外壳内的激光源装置，所述激光源装置包括光纤激光器，所述光纤激光器安装在所述外壳底座上并靠近所述外壳前端，其中，在所述第二方向上，所述转镜装置位于所述收发装置和所述光纤激光器之间。
[0011]在一些实施例中，所述激光源装置包括光纤耦合分束装置和光纤走线装置，所述光纤耦合分束装置在第三方向上安装在所述光纤激光器顶部，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向，所述光纤走线装置安装在所述底座上并靠近所述外壳后端，从靠近所述光线耦合分束装置的位置延伸至靠近所述收发装置的位置。
[0012]在一些实施例中，所述激光雷达包括一减震底座，所述减震底座利用多个减震器安装在所述外壳底座上，所述减震底座与所述外壳底座在第三方向上间隔一距离，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向；其中，所述收发装置、所述振镜装置和所述转镜装置都安装在所述减震底座上，以利用所述减震底座整体安装至所述外壳底座。
[0013]在一些实施例中，所述减震底座沿所述第二方向设有相对的减震底座第一端和减震底座第二端，所述减震底座包括位于所述减震底座第一端的振镜装置安装部、位于所述减震底座第二端的转镜装置安装部、以及位于所述振镜装置安装部和所述转镜装置安装部之间的收发装置安装部，多个所述减震器中的至少一个与所述减震底座第一端连接，多个所述减震器中的至少另外两个与所述减震底座第二端连接。
[0014]在一些实施例中，所述减震底座及其上支撑的收发装置、振镜装置和转镜装置共同构成的组件具有一质心，多个所述减震器的支撑点位形成的图形几何中心在所述第三方向上与所述质心对齐，并位于所述质心的上方。
[0015]在一些实施例中，所述减震底座设有一装配基准面，所述装配基准面面向所述外壳前端。
[0016]通过在减震底座上设置装配基准面，在将减震底座安装到激光雷达外壳时，可以使装配基准面与相邻外部元件的平面(比如，激光雷达外壳的一对应基准面)平行，从而对减震底座的初始安装位置形成定位效果，方便减震底座的安装和定位，简化装调程序，提高装配速度。
[0017]在一些实施例中，所述收发装置包括外壳、探测光线准直组件、主波光线散射组件、光线收集组件和光线探测组件。所述探测光线准直组件用于准直并发射探测光线至所述振镜装置；所述主波光线散射组件用于散射主波光线；所述光线收集组件用于收集所述回波光线，并将所收集的回波光线传输至所述光线探测组件；所述光线探测组件用于接收所述光线探测组件传输的回波光线和所述主波光线散射组件散射的主波光线，并将光信号转换为电信号。其中，所述探测光线准直组件、所述主波光线散射组件、所述光线收集组件和所述光线探测组件固定安装至所述外壳以形成单一收发模块。
[0018]上述实施例中，探测光线准直组件、主波光线散射组件、光线收集组件和光线探测组件都固定在外壳上，与外壳形成单一收发装置。该单一收发装置集成了探测光线的准直发射、回波光线的接收和探测，以及主波光线的散射、接收和探测。在装配至激光雷达壳体内之前，各组件已经按照设计精度装配在一起形成单一收发模块后。在激光雷达整机中，该收发装置即可根据整机需要任意调整其位置和姿态，都可以保证收发装置各组件之间的装
配精度，使得收发装置在激光雷达产品内的布局能够更加灵活，能够配合更加优化的光路设计。经过模块化设计后，结构紧凑，有利于减小了收发装置的体积，提高装调效率，降低生产成本。
[0019]在一些实施例中，所述转镜装置包括外壳、电机、转镜、一级速度监测装置和二级速度监测装置。外壳设有收容空间。电机位于所述收容空间内，所述电机包括相对所述外壳固定的定子以及能够相对所述定子旋转的外转子。转镜位于所述收容空间内并固定于所述外转子上以随所述外转子旋转。一级速度监测装置包括监测光电和采样位，所述采样位能够随所述外转子旋转，所述监测光电监测所述采样位的旋转位置从而监测所述外转子的旋转速度。二级速度监测装置包括光栅码盘和编码器，所述光栅码盘固定设置在所述外转子上以随所述外转子旋转，所述编码器监测所述光栅码盘上的光栅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达，包括外壳以及收容在所述外壳内的收发装置、振镜装置和转镜装置，所述外壳包括外壳底座，所述收发装置、振镜装置和转镜装置安装在所述外壳底座上，所述外壳沿水平的第一方向设有相对的外壳前端和外壳后端，所述外壳前端设有允许激光通过的窗口镜，其特征在于：所述收发装置用于发射探测光线以及回收并探测回波光线，所述振镜装置包括振镜电机和与所述振镜电机连接的反射镜，所述反射镜面向所述收发装置和所述转镜装置设置以实现所述收发装置和所述转镜装置之间的光线转向传播，其中，在水平的第二方向上，所述收发装置位于所述振镜电机和所述转镜装置之间，其中所述第二方向与所述第一方向垂直。2.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述收发装置定义一与所述探测光线平行的纵向轴线，所述收发装置在所述纵向轴线上具有相对的收发装置前端和收发装置后端，所述收发装置前端与所述外壳前端的距离大于所述外壳后端与所述外壳后端的距离，所述振镜装置和所述转镜装置靠近所述外壳前端设置。3.根据权利要求2所述的激光雷达，其特征在于，所述振镜电机定义一电机轴线，所述电机轴线与所述收发装置的纵向轴线之间形成一小于90度的第一夹角，所述转镜装置位于所述第一夹角之外。4.根据权利要求3所述的激光雷达，其特征在于，所述电机轴线与所述外壳前端的底边缘之间形成一大于90度且小于180度的第二夹角，所述转镜装置位于所述第二夹角之内，所述底边缘与所述第二方向平行。5.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括收容在所述外壳内的激光源装置，所述激光源装置包括光纤激光器，所述光纤激光器安装在所述外壳底座上并靠近所述外壳前端，其中，在所述第二方向上，所述转镜装置位于所述收发装置和所述光纤激光器之间。6.根据权利要求5所述的激光雷达，其特征在于，所述激光源装置包括光纤耦合分束装置和光纤走线装置，所述光纤耦合分束装置在第三方向上安装在所述光纤激光器顶部，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向，所述光纤走线装置安装在所述底座上并靠近所述外壳后端，从靠近所述光线耦合分束装置的位置延伸至靠近所述收发装置的位置。7.根据权利要求1所述的激光雷达，其特征在于，所述激光雷达包括一减震底座，所述减震底座利用多个减震器安装在所述外壳底座上，所述减震底座与所述外壳底座在第三方向上间隔一距离，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向；其中，所述收发装置、所述振镜装置和所述转镜装置都安装在所述减震底座上，以利用所述减震底座整体安装至所述外壳底座。8.根据权利要求7所述的激光雷达，其特征在于，所述减震底座沿所述第二方向设有相对的减震底座第一端和减震底座第二端，所述减震底座包括位于所述减震底座第一端的振镜装置安装部、位于所述减震底座第二端的转镜装置安装部、以及位于所述振镜装置安装部和所述转镜装置安装部之间的收发装置安装部，多个所述减震器中的至少一个与所述减震底座第一端连接，多个所述减震器中的至少另外两个与所述减震底座第二端连接。9.根据权利要求8所述的激光雷达，其特征在于，所述减震底座及其上支撑的收发装
置、振镜装置和转镜装置共...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙奎，肖宇钊，朱骏，向思桦，
申请(专利权)人：成都英飞睿技术有限公司，
类型：发明
国别省市：